ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ HÀN NÓNG CHẢY Xây dựng quy trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu như hình vẽ

Nội dung phải hoàn thành. Lời nói đầu. Phân tích kết cấu cần chế tạo. Chọn vật liệu chế tạo kết cấu. Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết. Chọn phương pháp hàn. Chọn vật liệu hàn. Chọn liên kết hàn. Tính toán chế độ hàn. Xác định thành phần hóa học và kiểm tra cơ tính mối hàn. Lập quy trình công nghệ để chế tạo kết cấu Chế tạo đồ gá để hàn kết cấu (nếu cần thiết). Chọn phương pháp kiểm tra. Kết luận. Mục lục. Các bản vẽ phải thực hiện. Bản vẽ chế tạo chi tiết. Bản vẽ khai triển nếu có. Bản vẽ quy trinh công nghệ.

Trang 1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ HÀN NÓNG CHẢY

Vũ Văn HiềnTên đề tài: Xây dựng quy trình công nghệ hàn để chế tạo kết cấu như hình vẽ

1 Nội dung phải hoàn thành.

- Lời nói đầu

- Phân tích kết cấu cần chế tạo

- Chọn vật liệu chế tạo kết cấu

- Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết

- Chọn phương pháp hàn

- Chọn vật liệu hàn

- Chọn liên kết hàn

- Tính toán chế độ hàn

- Xác định thành phần hóa học và kiểm tra cơ tính mối hàn

- Lập quy trình công nghệ để chế tạo kết cấu

- Chế tạo đồ gá để hàn kết cấu (nếu cần thiết)

- Chọn phương pháp kiểm tra

- Kết luận

- Mục lục

2 Các bản vẽ phải thực hiện.

- Bản vẽ chế tạo chi tiết

- Bản vẽ quy trinh công nghệ

Giáo viên hướng dẫn: Ngày giao đề tài: Ngày 30 tháng 10 năm 2010

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

Hưng Yên Ngày: …… Tháng …… Năm2011 Giáo viên hướng dẫn Trần Ngọc Thành

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Trong các nghành cơ khí hiện nay, nghành hàn giữ vai trò rất quan trọng, đặc biệt là trong sựnghiệp công nghiệp hoá – Hiện đại hoá đất nước ta hiện nay

Nghành hàn đã và đang được ứng dụng rộng dãi trong tất cả các nghành kỹ thuật như: Làm kết cấu nhà xưởng, xây dựng công trình, lắp ghép các chi tiết … Với những tính năng ưu việt, năng suất và chất lượng cao

Ở những trường dạy nghề lớn và đặc biệt là ở trường ĐHSPKT Hưng Yên đã và đang áp dụng phương châm: Lý thuyết gắn với thực hành và sản suất

Trường đã trang bị nhiều máy hàn hiện đại nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và nâng caotay nghề cho học sinh, sinh viên học tập tại trường

Là một sinh viên học tập tại trường, sau nhiều năm học tập tại trường em đã được thầy, cô trong khoa Đặc biệt là các thầy, cô bộ môn đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt cho chúng em lượng kiến thức cũng như kinh nghiệm về nghành hàn

Để tổng hợp lại những kiến thức đã học về lý thuyết cũng như quá trình học tập sản suất tại

xưởng Em được các thầy, cô trong khoa giao cho đề tài đồ án thiết kế: “Vỏ thùng Chứa khí

với áp suất lớn nhất trong thùng khoảng 5 at”.

Qua thời gian tìm tòi nghiên cứu, học hỏi cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô trong

khoa Đặc biệt với sự hướng dẫn của thầy: Trần Ngọc Thành , đến nay đồ án của em đã hoàn

Em xin chân thành cảnm ơn!

Sinh viên thực hiện:

Đỗ Quang Hợp

Trang 4

I, PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦN CHẾ TẠO:

Kết cấu cần chế tạo là một thùng chứa khí, làm việc ở chế độ áp suất 5at gồm có 5 chi tiết lắp ghép với nhau thông qua mối ghép là hàn Mỗi chi tiết có hình dáng, kích thước, chức năng làm việc không giống nhau Do vậy các mối hàn cần phải có yêu cầu kỹ thuật như sau:

- Vỏ thùng trong quá trình làm việc chịu áp lực do vậy quá trình chế tạo phải tính toán chọn

vật liệu phù hợp

- Có độ bền và độ kín khít cao.

- Đảm bảo kích thước mối hàn.

- Đảm bảo mối hàn không bị nứt nóng, nứt nguội trong khi làm việc ở mọi điều kiện.

- Phải đảm bảo mối hàn không bị ăn mòn.

Để kết cấu đảm bảo độ bền đúng yêu cầu kỹ thuật và đáp ứng được yêu cầu làm việc thì chi tiết cũng phải có độ bền cao Nghĩa là vật liệu để chế tạo chi tiết phải có độ bền đáp ứng yêu cầu kỹ thuật làm việc của chi tiết và của kết cấu

+ Chi tiết số 1:( Gồm 1 chi tiết giống nhau như hình vẽ tổng thể)

- Chi tiết 1 được ghép nối với chi tiết 2 và bằng mối ghép hàn.

Trang 5

SL:01

+ Chi tiết số 2: :( Gồm 1 chi tiết giống nhau như hình vẽ tổng thể)

- Chi tiết số 2 đựơc ghép với chi tiết số 1, 3 bằng mối ghép hàn.

SL: 01

Trang 6

Chi tiết số 3:( Gồm 1 chi tiết giống như hình vẽ tổng thể).

-Chi tiết số 3 được ghép với chi tiết số 2 và số 4 bằng mối ghép hàn

+ Chi tiết số 4:Thân bình có kích thước hình giáng như hình vẽ,số lượng 1

- Chi tiết có chiều dày là 8mm

- Chi tiết 4 được lắp ghép với chi tiết số 3,5,8 bằng mốighép hàn

SL:01

+ Chi tiết số 5:( Gồm 1 chi tiết giống như hình vẽ tổng thể)

Chi tiết số 5 được ghép với chi tiết số 4,6 bằng mối ghép hàn

Trang 7

+ Chi tiÕt sè 6 (gåm 1 chi tiÕt gièng nh h×nh vÏ tæng thÓ)

Chi tiÕt sè 6 liªn kÕt víi chi tiÕt sè 5 b»ng mèi hµn khÐp kÝn

+ Chi tiÕt sè 7: ( gåm cã 1 chi tiÕt gièng nh h×nh vÏ tæng thÓ)

Chi tiÕt sè 7 liªn kÕt víi chi tiÕt sè 4 b»ng mèi hµn

Trang 8

+ Chi tiết số 8: ( gồm có 1 chi tiết kích thớc nh hình vẽ)

Chi tiết số 8 liên kết với chi tiết4,7.bằng mối hàn góc

II, CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO KẾT CẤU:

Chọn vật liệu cho kết cấu là khâu rất quan trọng , bởi vì đối với mỗi loại kết cấu thì yêu cầuloại vật liệu khác nhau Ví dụ nh các kết cấu phải làm việc chịu nhiệt độ, áp suất lớn hay kếtcấu phải chịu các loại tải trọng động

Dựa vào yêu cầu của bài toán đó là : Kết cấu của chúng ta là một thùng chứa khí , phải làmviệc ở áp suất cao nhất là 5at Đợc liên kết bởi 6 chi tiết với nhau Với điều kiện làm việc củacác chi tiết là gần nh nhau :

 Ta có thể chọn vật liệu chung cho tất cả các chi tiết của kết cấu ( để đảm bảo độ đồng

đều kim loại , đảm bảo cho liên kết hàn cũng nh đảm bảo yêu cầu làm việc của kếtcấu)

Trang 9

 Vật liệu chọn phải có tính hàn tốt tức là không phải sử dụng một số phơng pháp hàn

đặc biệt nào mà vẫn đảm bảo mối hàn có chất lợng cao nh: không bị nứt ,bị rỗ xỉ, rỗkhí, chịu đợc áp suất tối thiểu 5at

 Vật liệu chon phải đảm bảo tính dập đợc , gia công lốc, đảm bảo độ dai va đập , dễ giacông

 Vật liệu chọn phải có tính phổ biến ,rẻ tiền dễ kiếm trên thị trờng,giá thành thấp

 Căn cứ vào áp suất mà thùng chứa khí phải làm việc 5at Ta thêm bớc tính toán sau:

2a: đường kớnh thành ống(a= 250)

δ : chiều dày vật liệu.( δ=8mm )

ρ : ỏp suõt trong thựng.( ρ=5 at=5 N /mm2 )

Thay số vào cụng thức (1) ta cú:

Trang 10

Ta thấy nắp võ thung chứa khí là một phần chỏm cầu nên ứng suất kinh tuyến và

vĩ tuyến có giá trị như nhau σk= σv .

- Dựa vào tính kinh tế và các yêu cầu làm việc trên của kết cấu khi chế tạo kết cấu

Từ những yếu tố đã phân tích ở trên chúng ta chọn vật liệu để chế tạo các chi tiết của thùng lọc chất lỏng là thép CT 38 (nhóm quy định thành phần hóa học) tương đương với thép CT3Cπ(TC Nga ГOG380-71), ST37 (DIN), SS400 (JIS), A36 (ASTM), Q320 OG380-71), ST37 (DIN), SS400 (JIS), A36 (ASTM), Q320

(CHINA) Bởi vì loại vật liệu này được sử dụng phổ biến trên thị trường , nó vừa đảm bảo tính kính tế cũng như đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của kết cấu khi làm việc

Trang 11

Thép CT38 là loại thép cacbon chất lượng thường, thép có mềm dẻo, độ cứng thấp, hiệuquả tôi và ram không cao Được dùng để chế tạo các chi tiết trong kết cấu nhưng qua giacông nóng Do đó nó tình hàn tốt Khi hàn không cầu phải dùng các công nghệ đặc biệt

Giới hạn chảy

δk(N/mm2)

Độ giãn dàitương đối δ%

III QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT:

1 Quy tr×nh c«ng nghÖ chÕ t¹o chi tiÕt sè 1:

Trang 12

Chi tiết số 1 có đờng kính ngoài D =170 ± 0,5, đờng kính trong d = 54 ± 0,5, chiều dày của vậtliệu S = 14mm có khoan 8 lỗ φ16mm cách tâm mặt bích R=67,5mm

+Vật liệu là thép tấm, ta chọn phơng pháp cắt bằng ngọn lửa khí

 Khoảng cách cắt hợp lý nhất giữa đầu mỏ cắt và bề mặt cắt đợc tra theo bảng trang 200sách “ Cẩm nang hàn”

 Chế độ cắt tra theo bảng 57 sách “ Cẩm nang hàn”

Trang 13

+Trớc hết ta phải cắt phôi để tạo chi tiết số 1, vì từ chế độ cắt ta thấy chiều rộng tấm cắt là 3 (mm), do vậy ta phải dùng compa để vạch dấu phôi có đờng kính ngoài là171,5±0.5 mm đờng kính bên trong là 52,5±0.5 (mm)

 Sau khi vạch dấu xong ta làm sạch chỗ vạch dấu bằng ngọn lửa khí mạnh

 Khi cắt ta phải đặt đầu mỏ cắt vào đúng chỗ vạch dấu để cắt cho chính xác

 Khi gia cụng cắt ta tiến hành cắt từ mộp ngoài cựng và cắt theo đường vạch dấu

Cắt xong chi tiết còn lợng d khoảng φ0,25mm ta tiến hành gia công cơ để đảm bảo kích thớc

nh hình vẽ

Bớc tiếp theo ta tiến hành vạch dấu sau đú khoan 8 lỗ φ16mm cách tâm mặt bích 135mm chia

đều theo chu vi hình tròn

 Sau đú ta tiến hành đột lỗ φ54±0,5mm .

2 Chi tiết số 2.

Là chi tiết cú dạng ống trũn như hỡnh vẽ:

Trang 14

Do chi tiết có đặc điểm là hình ống trụ nên ta chọn phôi chế tạo theo bảng sau của công ty TNHH thép Hòa Phát.

Trang 15

- Chi tiết chế tạo từ phôi ống ,Vật liệu CT38

- Chiều dày là 2.1 mm và φ50.1mm víi kÝch thíc nhá nh h×nh vÏ th× hiÖn nay trªn thÞ trêng

cã b¸n ta co thÓ mua vÒ vµ gia c«ng l¹i ,c¾t theo kÝch thíc nh b¶n vÏ

3 Chi tiết số 3,5

Trang 16

- Cú dạng hỡnh chỏm cầu như hỡnh vẽ.Số lợng cần chế tạo la 1.hai chi tiết này có hình dạng

hình học là hình trụ tròn xoay có đáy là chỏm cầu với S = 8mm nên ta chon phơng pháp dập nguội phoi của chi tiết có dạng hình tròn (hình vẽ chi tiết):

- Tớnh toỏn chung cho chi tiết 3 và chi tiết 5.

3.1 Tớnh đường kớnh phụi theo phương phỏp cõn bằng diện tớch

Trang 17

Hệ số q tra theo bảng 87 trang 176 sách công nghệ dập nguội Ta chọn q=0,25.

Thay q=0,25 vào biểu thức (2) ta đợc :

Trang 18

- Xác định kích thước làm việc của chày

- khe hở tối ưu:

Trang 19

Khe Z giữa chày vá cối:

3.6 Gia công phôi.

Sau khi tính toán ta có kích thước phôi như hình vẽ

Trang 20

- Ta chọn phôi cần chế tạo có dạng tấm, sau khi đã chọn phôi ta ta tính toán bố trí phân chia phôi sao cho năng suất sử dụng phôi là tối ưu.

- sau đó ta xác định tâm phôi

- Sau khi lấy tâm song ta dùng compa quay để vạch lấy dấu

- Để cắt phôi có kích thước như vậy ta chọn phương pháp cắt hình

- Chọn sơ đồ lắp ráp khuôn như hình165 (sổ tay thiết kế khuôn-tr 189)

Trang 21

Trong đó

1- chày2- cối 3- vòng găng( giữ cối)

4- áo cối 5- chi tiết dập

6- cơ cấu gạt sản phẩm 7- vít cấy

8- đế chày

9- áo chày

10- tấm đệm

- Ta tiến hành cắt trên máy cắt đĩa phần tôn dư

Trang 22

2 3

Sau khi cắt và gia công lại bằng cơ khí thì ta được sản phẩm với độ chính xác như hình vẽ(sáchsttkk dập tấm tr178 và tr 57)

σm cp- sức chồng cắt (MPa)

σm cp phụthuộc vào – tính chất vật liệu

– độ dày s vật liệu – tỷ số s/d của bộ phận dập

Trang 23

– khe hở Z giưa các chày và cối.

Lm kích thước thực hành của cối

Ln kích thước thực hành của chày

σm m- sai lệch kích thước thực hành của cối

σm n- sai lệch kích thước thực hành của chày

Δh= 4 mm- sai lệch kích thước thực hành của chi tiết(Δh= 4 mm=0,2)

Pi- lượng dôi cho mài mòn của chày và cối

Trang 24

Z- khe hở giữa chày và cối ( Z=0,8 mm)

Δh= 4 mmz- sai lệch giới hạn độ hở( bảng 14 tr 70)

 Ln= (54+0.14)-0.035= 54,14-0,035 (mm)

- Xác định các kích thước làm việc của chày.

hp= tc+h1+h2+h3 ( theo như hình b-98) và như hình vẽ

- Bề rộng làm việc của khuôn B: B=b+( 1,5÷4).H=54+(1,5÷4).57

Chọn B=180 (mm) và các kích thước còn lại ta chọn như hình vẽ

Chiều cao làm việc của cối H1 H1=(0,3÷2).Dc=(0,3÷2)52,2

Chọn H1= 15 (mm)

Trang 25

- Tinh công suất máy đột

A= Pcp.hp (sách sttkkd-63)

Trong đó: Pcp- công đột trung bình

hp- khoảng chạy làm việc của chày

3.8.3 Chọn cơ cấu lắp ráp khuôn ( như hình vẽ)

- Theo hình b (sách sttkkd tr 93) ta chọn kiểu lắp khuôn như hình vẽ

Trang 26

Trong đó: 1- chày

2- cối3- chi tiết dập 4- đế cối5- áo chày6- đế chày7- vít cấy M168- cơ cấu gỡ sản phẩm9- phoi

- Sau khi gia công lại bằng cơ khí ta được kích thước như hình vẽ.

Trang 27

σm cp- sức chồng cắt (MPa)

σm cp phụthuộc vào – tính chất vật liệu

– độ dày s vật liệu – tỷ số s/d của bộ phận dập

– khe hở Z giưac chày và cối

- Chọn phương án chế tạo chung.

Trang 28

( theo bảng 12 tr 65)

Lm kích thước thực hành của cối

Ln kích thước thực hành của chày

σm m- sai lệch kích thước thực hành của cối

σm n- sai lệch kích thước thực hành của chày

Δh= 4 mm- sai lệch kích thước thực hành của chi tiết (Δh= 4 mm=0.2)

Pi- lượng dôi cho mài mòn của chày và cối

Z- khe hở giữa chày và cối ( Z=0,8 mm)

Δh= 4 mmz- sai lệch giới hạn độ hở( bảng 14 tr 70)

 Ln= (125+0.24)-0.045= 125,24-0,045 (mm)

- Xác định các kích thước làm việc của chày.

hp= S+tc+h1+h2+h3 ( theo như hình b-98) và như hình vẽ

HP= 10+13+40+186= 249 (mm)

Trang 29

Sau đó chế tạo cối theo chày và các kích thước Δh= 4 mmz và Z.

Dc=(LH – Δh= 4 mm – 2.Z) +σm m = ( 125 – 0,2 – 2.0,8)+0.045 = 123,2+0.045 (mm)

- Theo sách ( sttkkd tr270 và tr86) ta có.

Chiều dày của khuôn H: H= (0,25 ÷1,2).b=(0,25÷ 1,2).125=( 31,25÷150)

Chọn H=130 (mm)

- Bề rộng làm việc của khuôn B: B=b+( 1,5÷4).H=125+(1,5÷4).130

Chọn B=350 (mm) và các kích thước còn lại ta chọn như hình vẽ

Chiều cao làm việc của cối H1 H1= ( 0,3÷2).Dc=( 0,3÷2).123,2=(30.1÷246,4)

Chọn H1=34 (mm)

Trang 30

- Tinh công suất máy đột

A= Pcp.hp (sách sttkkd-63)

Trong đó: Pcp- công đột trung bình

hp- khoảng chạy làm việc của chày

3.9.3 Chọn cơ cấu ráp khuôn ( như hình vẽ)

Trang 31

Trong đó: 1- chày

2- cối3- đế cối4- chi tiết dập 5- đế chày6- áo chày7- vít cấy M168- tấm đệm9- phoi

- Sau khi gia công lại bằng cơ khí ta được kích thước như hình vẽ.

Trang 32

4) Chi tiết 4:

- Do chi tiết có đường kính lớn và chế tạo đơn chiếc nếu ta mua ống đúc sẵn thì rất tốn kém

vì vậy ta tiến hành cắt , lốc trên máy ba trục: 2 trục đỡ, 1 trục ép và ghép bằng liên kết hàn

Được chế tạo từ vật liệu thép tấm ,ta khai triển từ hình không gian ra hình phẳng,như

hình vẽ

Trang 33

SL:01

- Các bước tiến hành như sau:

- Khai triển tôn để lốc ta có khổ tôn kích thước phẳng như sau

- Ta nắn phẳng phôi chuẩn bị dụng cụ vạch dấu :thước lá ,thước dây ,com pa,mũi vạch.

- Trước khi cắt ta tiến hành vạch dấu chính xác rõ ràng theo kích thước đã định

-vì khi c¾t

Trang 34

Ta vạch dấu theo kích thước trên và tiến hành cắt bán tự động bàng máy cắt rùa để đảm bảo

độ chính xác lên không cắt bằng đèn tay

-thông số của máy cắt rùa như :góc cắt ,tốc độ duy chuyển được tính toán cho phù hợp với chế độ mỏ cắt và vật liệu cắt

-khi cắt ta đặt mỏ cắt vào đúng đường vạch dấu để cắt cho chính xác

-Sau khi cắt song ta tiến hành kiểm tra lại kích thước ,nếu cong vênh ta nắn chỉnh lại chuẩn bị nguyên công tiếp theo

-Do chiều dầy của tôn mỏng lên ta tiến hành sang phanh ở mối hàn giáp mối bằng máy mài (như hình vẽ)

-Trước khi lốc ta tiến hành lấy dấu tâm đóng tu để khi lốc song ta chỉ việc khoan lỗ Ø 36mm

Do chi tiết có chiều dài và đường kính không lớn lên ta sử dụng phương pháp lốc trên máy

ba trục: 2 trục đỡ, 1 trục ép

Trang 35

- Sau khi đã lốc tròn ta tiến hành hàn đính khóa mối ghép lạị đảm bảo kích thước theo hình

vẽ

Trên thân ta khoan 1 lỗ Ø36mm với tâm lỗ giữa tâm chi tiết là 500mm

- Sau khi lấy dấu tâm khoan song ta tiến hành khoan bằng máy khoan cần Z290 lỗ

Ø36mm.Trước khi Khoan lỗ Ø36mm ta tiến hành khoan mồi bằng mũi khoan nhỏ sau đó mới dùng mũi khoan Ø36mm

Trang 36

7 Chi tiết 8: (có dạng như hình vẽ)

Trang 37

7.1 Tính đường kính phôi theo phương pháp cân bằng diện tích

Trang 39

- Q đợc tính theo công thức (trang 176 sách công nghệ dập nguội):

Q=π

4.[D

2

−(d +2 r c)2].q (2)

Hệ số q tra theo bảng 87 trang 176 sách công nghệ dập nguội Ta chọn q=0,25

Thay q=0,25 vào biểu thức (2) ta đợc :

Δh= 4 mm=0.2 mm ( sai lệch kớch thước của chi tiết)

σm m=0.027 ( sai lệch kớch thước của cối)

Trang 40

Bề rộng B= b+(1.5÷4).H=90+(162÷432)

Chọn B = 250 mm

- Tính các kích thước của chày.

- khe hở tối ưu:

7.6 Gia công phôi.